如果我正在寻找功率的相对变化,我应该在计算功率之前进行过滤吗?

信息处理 功率谱密度 带宽 特别提款权
2022-01-31 00:40:24

我正在构建一个“扫描仪”类型的程序,它从 rtl-sdr 棒读取 IQ 样本,并跟踪某些频率、某些频段的功率。我对检测频率上的活动很感兴趣,我通过观察功率的变化来做到这一点。由于我只是在计算随时间的变化,我可以在计算功率之前不过滤数据,还是有什么理由我应该过滤?

3个回答

如果 SDR 的输出与您感兴趣的频段匹配,我认为过滤没有意义。

当您遇到与此类似的情况时,您想要进行过滤:您想要跟踪 Hz频带中的功率,但 SDR 的输出覆盖了大于的频带。在这种情况下,您需要进行过滤,否则感兴趣频带之外的信号可能会影响您的计算。BfcB

在进行功率测量之前,您很可能希望将信号过滤到您正在计算功率的频段。正如 MBaz 所描述的那样,在许多应用中实际上不太可能出现这种情况:所有滤波都是有限的,感兴趣的信号和其他频率的信号之间的功率电平可能会有很大的变化。此外,其他频率的这些信号将随着时间的推移而改变功率水平。请注意,您提供的任何过滤也将是有限的,因此我描述的问题不会被消除,但至少它会被理解并在您的控制中。

所以我强烈推荐过滤!做到这一点并不难,除非您知道您的 SDR 提供了多少频段选择性(滤波),并且了解在 SDR 提供自己的频段后,这超出了您频段外总功率的 10 dB 以上的最大信号强度通道滤波(我说 10 dB,因为这将导致 0.4 dB 的最大误差:,其中 x 是以 dB 为单位的总不需要的功率,一个 err 是以 dB 为单位的结果误差,但是您可以用您的错误标准替换 x 以确定您应该提供多少额外的过滤)。err=10log10(1+x/10)

请注意,由于相邻通道的功率差异很大,任何进一步的滤波都无济于事,因为 SDR 中的非线性效应会破坏带内信号。

我不得不查一下 SDR 是什么意思。

如果您的目标是计算扫描仪扫描的各种频带的功率,您将首先应用带通滤波来定义频带,然后将其输出平方为瞬时功率,然后瞬时功率信号将进一步低通滤波以获得平均功率。低通滤波器的截止频率将定义功率平均的大致时间间隔。这是一个加权平均,即使它是一个滑动或移动平均。从该滑动平均功率信号中,您可以取平方根并获得 rms,但您可能会直接使用 dB,但请记住这是一个功率信号,因此它按 10 而不是 20 缩放:

dB[k]=10log(P[k]Pref)

P[k]个波段的滑动平均功率。k